大连自然博物馆新馆坐落于大连市沙河口区黑石礁西村街40号，地处风景秀丽的黑石礁海滨，建筑面积15000平方米，展览面积1万平方米，三面环海，礁石环绕。新馆建筑为典型的现代欧式风格。馆内现开设地球、恐龙、海洋生物、东北森林动物、湿地、物种多样性等12个展厅。
大连自然博物馆有各种标本近20万件，珍贵标本6千余件，一级藏品264件。馆藏特点是海洋生物标本和“热河生物群”化石标本，其中海兽标本20余种，其种类和数量在国内自然史博物馆中是最多的。该馆还保存着成套的台湾省昆虫和大量的世界昆虫标本及德国、日本、朝鲜、苏联等国的岩矿标本。“热河生物群”化石标本在国内是种类最多最有特点的，其中一窝鹦鹉嘴龙化石是世界上迄今为止惟一的、数量最多、保存最完整的、震惊世界的国宝级化石标本。